JP2004128351A - 面発光レーザ、電子機器及び面発光レーザの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】大口径化による高出力で横モードを安定な単一モードとできる面発光レーザ、その面発光レーザを備える電子機器及びその面発光レーザの製造方法を提供すること。
【解決手段】第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードのレーザ光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【選択図】 図２
【解決手段】第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードのレーザ光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば垂直共振器型として用いられる面発光レーザ、その面発光レーザを備える電子機器及びその面発光レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、面発光レーザ例えば垂直共振器型面発光半導体レーザ（以下「ＶＣＳＥＬ」（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）という。）では、発振領域を酸化により絞った酸化狭窄方式やこれに出射口に設けた高次モードの吸収・反射機構を組み合わせた方式等によって、横方向の発振モード（以下「横モード」という。）を単一モードに抑制することが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の酸化狭窄方式では横モードを単一化しようとすると発振領域の直径を発振波長の３倍程度の大きさ以下にしなければならず、発振領域の大口径化による高出力化には不向きであった。
【０００４】
また、出射口に設けた高次モードの吸収・反射機構を組み合わせた方式は光のうち一部を出射させるだけで非常にロスが大きい。
【０００５】
従って、ＶＣＳＥＬは横モードを単一化する場合に発光領域の大口径化による高出力化が困難であり、例えば光ディスク特に高回転・高転送速度での書き込みや、レーザ・ビーム・プリンタでの高精彩かつ高速な印刷が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされるもので、大口径化による高出力で横モードを安定な単一モードとできる面発光レーザ、その面発光レーザを備える電子機器及びその面発光レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の主たる観点に係る面発光レーザは、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備することを特徴とする。
【０００８】
ここで、実効的な屈折率（又は実効屈折率）とは不均一な屈折率を持つ領域を屈折率が均一な領域で置換して光学特性を近似した場合の均一な屈折率のことであり、例えば活性層に空孔が設けられた領域のその領域としての屈折率を言う。
【０００９】
本発明では、第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードの光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記第２の領域は、第１の領域の部材に複数の空孔が形成されたものであることを特徴とする。これにより、例えば第１の領域の媒質に屈折率１の空気の空孔の大きさや数量等を調節して、容易に第１の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることができる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記共振方向に前記活性層を貫通して形成するものであることを特徴とする。これにより、第１の領域により発生する光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率とは実効的な屈折率が僅かに異なる第２の領域を、例えばエッチング等により容易に形成することができ製造コストの軽減等を図ることができる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、密閉されていることを特徴とする。これにより、空孔の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、面発光レーザの劣化を防ぐことができる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記第１の屈折率及び第２の屈折率と前記第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数が０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成されていることを特徴とする。これにより、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１４】
ここで、規格化周波数（ｖ）とは例えば第１の屈折率をｎ１、第２の屈折率をｎ２、光の発振周波数λ、第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径をａとした各パラメータからなるｖ＝（２πａ／λ）・（ｎ１ ２−ｎ２ ２）１／２ をいう。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔は、夫々の空孔同士の空孔中心間距離の平均値Λａｖｅと前記発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きいことを特徴とする。これにより、最も導波される光への作用が大きい最内周の空孔列で、Λａｖｅ／λが２より大きいとしたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が、その複数の空孔の夫々の面積に相当する円の直径の平均値ｄａｖｅと前記空孔中心間距離の平均値Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さいことを特徴とする。これにより、最も導波される光への作用が大きい最内周の空孔列で、比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きく０．２より小さいものとしたので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬで発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が、その複数の空孔の夫々の面積に相当する円の直径の平均値ｄａｖｅと前記空孔中心間距離の平均値Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さいことを特徴とする。これにより、最も導波される光への作用が大きい最内周の空孔列で、比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きく０．２３より小さいものとしたので、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬで発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λと前記発振波長λとの比Λ／λが２より大きいことを特徴とする。これにより、Λ／λが２より大きいとしたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、第２の領域全体で導波される光へ作用できるので、より出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと前記空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さいことを特徴とする。これにより、ｄ／Λが０．０１６より大きく０．２より小さいという条件を満たす複数の空孔を規則的に形成すれば、第２の領域全体で導波される光へ作用できるので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬでより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００２０】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと前記空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さいことを特徴とする。これにより、ｄ／Λが０．０３より大きく０．２３より小さいという条件を満たす複数の空孔を規則的に形成すれば、第２の領域全体で導波される光へ作用できるので、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬでより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００２１】
本発明の他の観点にかかる電子機器は、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備する面発光レーザを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明では、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿ってその第１の領域を取り囲み、第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備する面発光レーザを備えるので、大口径による高出力レーザ光で横モードを単一化でき、例えば光ディスクの高回転・高転送速度での書き込み等が可能となる。
【００２３】
本発明の他の観点にかかる面発光レーザの製造方法は、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有するように前記共振方向に空孔を貫通させた第２の領域とを有する活性層を形成する工程と、前記活性層を形成する工程の終了直後に、前記空孔の開口部を密閉部材で覆う工程とを具備することを特徴とする。
【００２４】
本発明では、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿ってその第１の領域を取り囲み、第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有するように共振方向に空孔を貫通させた第２の領域とを有する活性層を形成する工程を具備するので、高出力でも容易にレーザ光の横モードを単一化できる面発光レーザを製造できる。
【００２５】
また、活性層を形成する工程の終了直後に、空孔の開口部を密閉部材で覆う工程を具備するので、空孔内にゴミ等の不純物が付着するのを防止でき、面発光レーザの劣化を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の一の形態によれば、開口部を覆う工程は、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものであることを特徴とする。これにより、簡単に開口部を覆うことができ製造コストの軽減等が図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。尚、以下に実施形態を説明するにあたっては、面発光レーザの例として発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光半導体レーザ）で用いられるＡｌＧａＡｓ系を中心に説明するが、これに限られるものではない。
【００２８】
また、以下の図面の各部のサイズや空孔の個数等はその説明の都合上現したもので実際の寸法や個数を表すわけでは無く、かつ各図面相互で必ずしも一致しないものとする。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの概略斜視図、図２は図１のＡＡ´方向の断面図、図３は空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図、図４はＶＣＳＥＬのメサ構造の概略斜視図、図５は単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフ及び図６はＧａＮ系の単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフである。
【００３０】
図１及び図２に示すように、ＶＣＳＥＬ１は、結晶成長の種結晶である例えばＧａＡｓから形成される基板２、その基板２に結晶成長され活性層等を挟んで光のフィードバックのための半導体多層膜ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）ミラー３の内の基板側の例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される下部ＤＢＲミラー３ａ、また下部ＤＢＲミラー３ａに結晶成長され活性層を挟む一対の例えばＡｌＧａＡｓから形成されるクラッド層４の内の基板側の下部クラッド層４ａ、そのクラッド層４に挟まれ光を発生する例えばＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層との組み合わせにより形成される活性層５、その活性層５に結晶成長される上部クラッド層４ｂ、その上部クラッド層４ｂに結晶成長される例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される上部ＤＢＲミラー３ｂ、更に上部ＤＢＲミラー３ｂに結晶成長され後述する上部電極と半導体とのコンタクト抵抗を下げる等のキャップ層６、その上部電極が効率良く電流をキャップ層６に注入できるようにキャップ層６の一部を覆う絶縁層７、そしてその絶縁層７及び一部のキャップ層６に蒸着等により形成された上部電極８、更に基板２のクラッド層４と反対側に蒸着等により形成された下部電極９及び上部ＤＢＲミラー３ｂからレーザ光を出射するためのキャップ層６、絶縁層７及び上部電極８に開けられた出射口１０等を具備する。
【００３１】
ここで、基板２は半導体多層膜ＤＢＲ３やクラッド層４等を結晶成長させるためのものであり、規則正しい格子をきれいに保ち原子同士をしっかり形成しながら積み重ねるためのものである。
【００３２】
また、下部ＤＢＲミラー３ａは屈折率の異なる膜を交互に積み重ねて反射鏡ができる性質を半導体に応用したもので、上述のように例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層とを交互に積層し活性層５で発生した光を反射するものである。
【００３３】
その反射率が最大となる膜厚は、波長λと屈折率ｎとの関係がλ／４ｎであり、その全体の厚さは例えば略３．９μｍになるように形成されている。
【００３４】
同様に、上部ＤＢＲミラー３ｂも例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層とを交互に積層し活性層５で発生した光を反射するものであるが、下部ＤＢＲミラー３ａと違ってその全体の厚さは略２．６μｍに形成されており、ＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層とのペア数を下部ＤＢＲミラー３ａより少なくして、上部ＤＢＲミラー３ｂ側に設けられた出射口１０よりレーザ光を出射できるようになっている。
【００３５】
更にクラッド層４は、例えばＡｌＧａＡｓから形成されておりその下部クラッド層４ａと上部クラッド層４ｂとで図２に示すように、活性層５を挟むように積層されておりキャリア等を閉じ込めるものである。
【００３６】
また、活性層５は例えばＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層との組み合わせにより多重量子井戸構造を形成しており、活性層５と下部クラッド層４ａ及び上部クラッド層４ｂとでその厚さが全体で略０．３μｍに形成されている。
【００３７】
ここで、例えば図２に示すようにキャップ層６から基板２に向かってキャップ層６、上部ＤＢＲミラー３ｂ、上部クラッド層４ｂ、活性層５及び下部クラッド層４ａにかけて空孔１１が光の共振方向に沿って貫通して形成されており、下部クラッド層４ａ側である下部ＤＢＲミラー３ａの上方部分にもその空孔１１が光の共振方向に沿って続けて形成され、その空孔１１の共振方向の全長は例えば４μｍに形成されている。これにより、発生した光は反射により何度も空孔１１からの作用を受け、更により長い距離で空孔１１による高次モードの抑制効果を十分に得ることができることとなる。
【００３８】
また、キャップ層６と光が反射され共振し増幅され発振される上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａまでとの領域を第１領域とし、空孔１１が形成された領域を第２の領域とすると、その第２領域は図２及び例えば活性層５を上方から見た説明図である図３に示すように光の共振方向に沿ってその第１領域を取り囲むように貫通された空孔１１が形成されている。
【００３９】
更に空孔１１の配列は、例えば図３に示すように上方から見たときに最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列されており、その夫々の空孔１１の形状は同じ大きさの円形に形成されている。
【００４０】
また、図３に示すように三角格子から一点だけ空孔を抜いた領域が第１の領域となり、その領域からレーザ光が発振することとなる。尚第１の領域を円とするとその直径は空孔１１を円としたときの直径ｄとして、図３より分かるように略２Λ（正確には２Λ−ｄ）となる。
【００４１】
空孔１１は、空孔同士の空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λが２より大きくなるように形成されており、更に空孔１１の円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成されている。これにより、従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような、第１の領域の直径がλの４倍以上となる高出力のものでも出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００４２】
例えば活性層５にＧａＡｓを使った発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬ１で、第１の領域の直径が発振波長の１０倍以上ある１７．１μｍとなるようにΛ／λを１０．５８とし、ｄ／Λが０．１となるよう全ての空孔１１の直径ｄを０．９μｍ、全ての空孔中心間距離Λを９μｍとする。これにより、レーザ光は発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、高出力でありながら横モードを単一化できることとなる。
【００４３】
また、空孔１１の直径ｄである０．９μｍは量産性に優れる紫外線露光装置でも十分パターニング可能な寸法であり、実効屈折率法から求まる単一横モードの上限であるｄ／Λの値より多少小さい値を選んでいるため空孔形成時の寸法変動をある程度吸収可能である。
【００４４】
なお、空孔１１の形状は円形に限られるものではなく例えば円形以外の菱形等であってもよい。この場合はその菱形の面積に相当する円の直径をｄとする。また、空孔１１には例えば空気が充填されている。
【００４５】
また、例えば図４に示すようにキャップ層６、上部ＤＢＲミラー３ｂ、上部クラッド層４ｂ、活性層５及び下部クラッド層４ａにかけて、空孔１１が形成された第２の領域及びその第２の領域によって囲まれる第１の領域を含むように、直径が略１５０μｍのメサ１２が形成されている。
【００４６】
更に絶縁層７は、ポリイミド或いはフォトレジストにより図１及び図２に示すように出射口１０及び上部電極８がキャップ層６に接触する部分を残し、空孔１１の上部開口部を塞ぐようにメサ１２を覆いかつメサ１２の周辺を埋め込んで上面をやや平坦化するように形成されている。これにより、効率良く電流を閉じ込めることが可能となる他、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が着くことを防止できる。
【００４７】
また、上部電極８及び下部電極９はＧａＡｓ等との合金化が容易なＡｕを中心にした材料を用いており、上部電極８は図２に示すように絶縁層７の上面全面と、絶縁層７の上部に開けられた開口部の内側で例えば外側直径が略１４μｍ、内側直径が略１０μｍのリング状にキャップ層６上面とに一体的に形成されており、その厚さは略１μｍとされている。
【００４８】
更に出射口１０は、キャップ層６も除去し直径１０μｍで形成されており、ＶＣＳＥＬ１に上部電極８及び下部電極９を介して所定の電流が注入されると、その出射口１０からレーザ光が出射されることとなる。
【００４９】
ここで、空孔１１を例えばその円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成したが、発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓ以外の発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系等でも同様である。
【００５０】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等では、かなり屈折率が小さくなるので空孔の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すると良い。これにより、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等でも、レーザ光が発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、横モードを単一化できることとなる。
【００５１】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１の動作について簡単に説明する。
【００５２】
まず、所定の電流注入によって活性層５で光が発生するが、光の共振方向に直交する面内方向（横方向、図１及び図２のＸＺ面方向）では、空孔が形成されていない領域である第１の領域とその外側で空孔が形成されている領域の第２の領域とで僅かに第２の領域の実効的屈折率のほうが小さいので、第１の領域内にレーザ光が閉じ込められることとなる。
【００５３】
すなわち、第２の領域は中に空気が充填された空孔をまばらに配置することによってその第２の領域の実効的な屈折率が僅かに第１の領域より低くなり、面内方向（図１及び図２のＸＺ面方向）のいわばクラッド層として機能することになる。
【００５４】
これによって、第１の領域で発生した光は導波路の幅が広いにもかかわらずその僅かな屈折率差により、単一横モードの光が第１の領域と第２の領域との境界付近で全反射され、全体として光の共振方向（図１及び図２のＹ方向）に光が導波され、活性層５等を上下に挟む半導体多層膜ＤＢＲ３により反射されて共振し、更に増幅されてレーザ光として発振し、出射口１０より出射することとなる。
【００５５】
また、上述のように空孔の配列により実現する第２の領域の屈折率である実効的屈折率と第１の領域の屈折率との差は非常に小さく、この構造によって弱い閉じ込め力が安定して得られるので、屈折率差の大きい酸化狭窄等の手段では不可能な共振方向から見た第１の領域の径が大きい場合でも、単一横モードのレーザ光の発振が可能となる。
【００５６】
次に、具体的に所定の発振波長λで空孔の円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの寸法は、どのように決められるかについてＶＣＳＥＬ１の動作に基づき説明する。
【００５７】
第１の領域の屈折率と第２の実効的な屈折率との差が小さい場合の光の動作については、同じように第１の領域の屈折率と第２の屈折率との差が小さいステップインデックス型光ファイバーのコア中への光の閉じ込めにおける光の動作を利用することができる。
【００５８】
ステップインデックス型光ファイバーの構造特性を代表する値として、規格化周波数ｖ＝（２πａ／λ）・（ｎｃｏｒｅ ２−ｎｃｌａｄ ２）１／２ （λ：波長、ａ：コア半径、ｎｃｏｒｅ ：コア屈折率、ｎｃｌａｄ ：クラッド屈折率）があり、コアへの光の閉じ込め効率はこのｖに依存し、ｖが０．６のときに光の閉じ込め効率は略ゼロになり、クラッドとしての機能が消滅する。
【００５９】
また、ステップインデックス型光ファイバーの横モードの単一化はｖが２．４０５より小さいことが条件であり、以上の点はＶＣＳＥＬ１でも適用可能である。
【００６０】
従って、ＶＣＳＥＬ１の規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さいことが、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できる条件となる。
【００６１】
なお、ＶＣＳＥＬ１の規格化周波数ｖはステップインデックス型光ファイバーの規格化周波数ｖの式のうちコア半径を第１の領域の光の共振方向に直交する面を円形としたときのその円の半径と、コア屈折率を第１の領域の屈折率と、クラッド屈折率を第２の領域の実効的な屈折率として導き出すことができる。
【００６２】
更に上述の規格化周波数の条件を満たす発振波長λ、空孔の円の直径ｄ及び夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λの組み合わせは、実効屈折率法によって具体的には図５に示すように求められる。
【００６３】
図５に示す上の曲線群Ｂが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で横モードの単一化が図れることとなる。
【００６４】
また、同図５の下の曲線群Ｃが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で第１の領域へのレーザ光の閉じ込めが図れることとなる。
【００６５】
ここで、曲線群Ｂ、Ｃの夫々の曲線はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのｘを１、０．５、０としたときの曲線であり、縦軸は空孔１１の直径ｄと空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λで横軸が空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λである（この縦軸及び横軸については後述する図６でも同様である。）。
【００６６】
従って、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと空孔中心間距離Λとの比Λ／λが２より大きい全域で、第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、空孔の円の直径ｄ及び夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくてかつ０．２より小さいことが必要であることとなる。
【００６７】
なお、図５の曲線群Ｂ、Ｃは上述の通り発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓの屈折率（組成に応じ３．０〜３．６の間の値を持つ）を元に計算をした結果であるが、発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系（屈折率３．０〜３．４）等でも同様である。
【００６８】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、かなり屈折率が小さくなるので図５と同様の方法により求めた図６に示すようになる。
【００６９】
すなわち、図６に示す上の２本の曲線（曲線ＤがＧａＮを、曲線ＥがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系についてｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で横モードの単一化が図れることとなる。
【００７０】
また、同図６の下の２本の曲線（曲線ＦがＧａＮを、曲線ＧがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系についてｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で第１の領域へのレーザ光の閉じ込めが図れることとなる。
【００７１】
従って、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと空孔中心間距離Λとの比Λ／λが２より大きい全域で、第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、図６に示すように空孔の円の直径ｄ及び夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すること必要であることとなる。
【００７２】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１の製造方法について説明する。
【００７３】
図７は本実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造方法のフローチャート図、図８は本実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図、図９は図８の次の工程である空孔の形成工程の説明図、図１０は図９の次の工程である空孔の閉じ込め工程の説明図、図１１は図１０の次の工程であるメサの形成工程の説明図、図１２は図１１の次の工程である絶縁層の形成工程の説明図、図１３は図１２の次の工程である上部電極の形成工程の説明図、図１４は図１３の次の工程である出射口の形成工程の説明図及び図１５は図１４の次の工程である下部電極の形成工程である。
【００７４】
まず、図８に示すように例えば十分に洗浄した種結晶である厚さＬが略５２５μｍのＧａＡｓ基板２を用意し、この上にＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される下部ＤＢＲミラー３ａを、例えば化学的反応を利用した成長法であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により結晶成長させ、その厚さＫを略３．９μｍに形成する。以下同様に、例えば下部ＤＢＲミラー３ａの上にＡｌＧａＡｓから形成される下部クラッド層４ａ、その上にＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層とから形成される活性層５、更にその上にＡｌＧａＡｓから形成される上部クラッド層４ｂ、その上にＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される厚さＩが略２．６μｍの上部ＤＢＲミラー３ｂ、更にその上に厚さＨが略０．２μｍのキャップ層６を結晶成長させる（ＳＴ１０１）。なお、下部クラッド層４ａ、活性層５及び上部クラッド層４ｂの全体の厚さＪは例えば略０．３μｍとする。
【００７５】
次に、図３及び図９に示すように例えばフォトレジストでパターニングしキャップ層６から下部ＤＢＲミラー３ａの上部にかけて、直径ｄが略０．９μｍで空孔中心間距離Λが略９μｍである円形の空孔１１が、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に片側８列配した空孔列（図３では４列に表示されているが）をＣｌ系ガスを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）の手法により、深さＭ略４μｍ程度に形成する（ＳＴ１０２）。
【００７６】
また、空孔１１を形成した後直ちに、図１０に示すように例えば空孔１１が形成されたキャップ層６の上面にポリイミド或いはフォトレジスト１３ａを略０．５μｍの厚さにスピンコーティングし、空孔１１によりキャップ層６上面に形成された開口部を塞ぎ、そのポリイミド或いはフォトレジスト１３ａのハードキュアを行い硬化させて、以後の工程でも空孔１１を塞いでいるポリイミド或いはフォトレジスト１３ａは除去しない（ＳＴ１０３）。
【００７７】
これにより、ＲＩＥにより形成された空孔１１が直ちに塞がれるので、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、ＶＣＳＥＬ１の劣化を防ぐことができる。なお、フォトレジスト等の粘度やスピンコート条件は、空孔１１にフォトレジスト等がなるべく入り込まないものが選択される。
【００７８】
次に、再び例えばフォトレジストでパターニングし、空孔１１が形成された第２の領域の外周部をＣｌ系ガスＲＩＥにより図１１に示すようにエッチングし、メサ１２を形成する（ＳＴ１０４）。このエッチング深さＮは例えば下部ＤＢＲミラー３ａ表面まで届く程度で３．６μｍ程度であり、エッチングにより形成されるメサ１２の直径は例えば略１５０μｍである。
【００７９】
再び、ＳＴ１０４で形成されたメサ１２を覆い、かつメサ１２の周辺を埋め込むようにポリイミド或いはフォトレジスト１３ｂをスピンコーティングし、メサ１２の段差を略平坦化させ、その後ハードキュアを行いポリイミド或いはフォトレジスト１３ｂを硬化させる。
【００８０】
更に例えばフォトレジストでパターニングしエッチングを行い、キャップ層６の上面のポリイミド或いはフォトレジスト１３ａ及び１３ｂに、第１の領域内で例えば直径（以下「狭窄直径」という。）が１４μｍとなるように円形の開口部を図１２に示すように形成する。
【００８１】
なお、ポリイミド或いはフォトレジスト１３ａ及び１３ｂにより形成された部分は、次の工程で形成される上部電極８からの電流を絞り込み、効率良く発振領域である第１の領域に電流を注入できる絶縁層７（電流狭窄層）となる（ＳＴ１０５）。
【００８２】
次に、ＳＴ１０５で形成された絶縁層７及びキャップ層６の上面全面に電極材料、例えばＧａＡｓとの合金化が容易なＡｕを中心にした材料を成膜し、その上にフォトレジストでパターニングし絶縁層７の上部開口部内に例えば直径が１０μｍの円形の窓を形成する。
【００８３】
その後、図１３に示すようにイオンビームエッチング等によりフォトレジスト外（直径１０μｍの円形窓の部分）電極材を除去し、フォトレジストを剥離して、絶縁層７の上部開口部内に直径が１０μｍの円形の窓が形成され、厚さが１μｍ程度となるように上部電極８を形成する（ＳＴ１０６）。
【００８４】
ここで、上述の上部電極８の形成はエッチング法によったがリフトオフ法でも良い。リフトオフ法とは、例えばフォトレジストで所望する形状の反転パターンを形成し電極材を成膜し、フォトレジスト及びフォトレジスト上の電極を溶剤で除去することで所望のパターンを得る方法で、エッチング法に比べ工程が簡単である。
【００８５】
次に、図１４に示すようにＳＴ１０６で形成された上部電極８をマスクとして、ウエットエッチングによりキャップ層６を上部電極８の円形窓に合わせて一部除去し、レーザ光の出射口１０を形成する（ＳＴ１０７）。なお、そのウエットエッチングにより除去された後のキャップ層６の開口部直径は例えば１０μｍでその深さが０．２μｍ程度となるものとし、エッチング液としてはアンモニア過水を用いる。
【００８６】
また、基板２を下部ＤＢＲミラー３ａ側と反対側（図１４中の下方の側）の面より研磨し厚さを１００μｍ程度にし、研磨表面をエッチング等で綺麗に整え電極層を厚さ１μｍ程度に蒸着して図１５に示すように下部電極９を形成する（ＳＴ１０８）。
【００８７】
以上で半導体レーザとしての積層構造は略できあがったが、ＶＣＳＥＬとして製品化するためには、例えば素子ごとのチップにへき開する工程やステム（足つきのマウント）にダイ・ボンドする工程、更に表面の電極とステムをワイヤーボンドする工程及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【００８８】
このように本実施形態によれば、第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードのレーザ光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【００８９】
具体的には、キャップ層６と上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａの上部まで、光の共振方向に沿って第１領域を取り囲むように貫通された空気が充填された複数の空孔１１を形成したので、エッチング等により空孔１１の大きさや数量等を調節して容易に、第１の領域の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることができ、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【００９０】
また、形成された空孔１１は直ちにフォトレジスト等により塞ぐこととしたので、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、ＶＣＳＥＬ１の劣化を防ぐことができる。
【００９１】
更に第１の領域の屈折率及び第２の領域の実効的屈折率と第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数が０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成したので、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００９２】
また、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列し、夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λが２より大きいことを条件としたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００９３】
更に最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列し、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さくなるように複数の空孔１１を形成したので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬ１でより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００９４】
また、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬ１ではｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さくなるように複数の空孔を形成することとしたので、大口径であっても発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００９５】
更に空孔１１の開口部を覆う工程で、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものとしたので、簡単に開口部を覆うことができ製造コストの軽減等が図れる。
【００９６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬについて説明する。
【００９７】
図１６は本発明の第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬの空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図である。
【００９８】
尚、第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬ１０１の構成は、第１の実施形態のＶＣＳＥＬ１の構成で複数の空孔が同じサイズで規則的に配列されているのに対し、第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が一定の条件で配列されているだけで、それ以外の空孔がサイズ及び配列もばらばらである点を除けば同様であるので、第１の実施形態の構成と同様である点の説明は省略し、第１の実施形態の構成と異なる空孔のサイズ及び配列に関して以下に説明する。また以下の説明で、第１の実施形態で示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付するものとし、その説明を省略する。
【００９９】
すなわち、図１及び図２に示すように、ＶＣＳＥＬ１０１は、結晶成長の種結晶である例えばＧａＡｓから形成される基板２、その基板２に結晶成長され活性層等を挟んで光のフィードバックのための半導体多層膜ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）ミラー３の内の基板側の例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される下部ＤＢＲミラー３ａ、また下部ＤＢＲミラー３ａに結晶成長され活性層を挟む一対の例えばＡｌＧａＡｓから形成されるクラッド層４の内の基板側の下部クラッド層４ａ、そのクラッド層４に挟まれ光を発生する例えばＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層との組み合わせにより形成される活性層５、その活性層５に結晶成長される上部クラッド層４ｂ、その上部クラッド層４ｂに結晶成長される例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される上部ＤＢＲミラー３ｂ、更に上部ＤＢＲミラー３ｂに結晶成長され後述する上部電極と半導体とのコンタクト抵抗を下げる等のキャップ層６、その上部電極が効率良く電流をキャップ層６に注入できるようにキャップ層６の一部を覆う絶縁層７、そしてその絶縁層７及び一部のキャップ層６に蒸着等により形成された上部電極８、更に基板２のクラッド層４と反対側に蒸着等により形成された下部電極９及び上部ＤＢＲミラー３ｂからレーザ光を出射するためのキャップ層６、絶縁層７及び上部電極８に開けられた出射口１０等を具備する。
【０１００】
ここで、キャップ層６と光が反射され共振し増幅され発振される上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａまでとの領域を第１領域とし、空孔１１が形成された領域を第２の領域とすると、その第２領域は図２及び例えば活性層５を上方から見た説明図である図１６に示すように光の共振方向に沿ってその第１領域を取り囲むように貫通された空孔１１が形成されている。
【０１０１】
また、空孔１１の配列及び形状は、例えば図１６に示すように上方から見たときにレーザ光が発振され、空孔１１が形成されていない第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔１１の配列（以下「最内周空孔列」と言う。）では、一定の条件で配列及び形状で形成されており、その他の空孔１１はその空孔１１の形状や配列はばらばらに形成されている。
【０１０２】
ただし、最内周空孔列以外の空孔１１を含め第２の領域に形成された全ての空孔１１による第２の領域の実効的な屈折率で、ＶＣＳＥＬ１の第１の実施形態で説明した規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように、最内周空孔列以外の空孔１１も形成されていなければならない。
【０１０３】
尚、第１の領域を上から見て円とすると、その直径は最内周空孔列で空孔１１を円としたときの平均直径をｄａｖｅとして、図１６より分かるように略空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅの２倍（正確には２Λａｖｅ−ｄａｖｅ）となる。
【０１０４】
上述した最内周空孔列の配列及び形状の一定の条件とは、最内周空孔列の空孔１１が空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅと発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きくなるように形成されており、更に空孔１１の円の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成されていることである。これにより、従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような、第１の領域の直径がλの４倍以上となる高出力のものでも出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【０１０５】
例えば活性層５にＧａＡｓを使った発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬ１０１で、第１の領域の直径が発振波長の１０倍以上ある１７．１μｍとなるように、最内周空孔列の平均空孔中心間距離Λａｖｅと発振波長λとの比Λａｖｅ／λを１０．５８とし、同じく最内周空孔列の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．１となるように、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅを０．９μｍ、平均空孔中心間距離Λａｖｅを９μｍとする。
【０１０６】
これにより、レーザ光は発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、高出力でありながら横モードを単一化できることとなる。勿論、最内周空孔列以外の空孔の大きさや配列がばらばらな空孔１１も、全体としての第２の領域の実効的屈折率等により求められる規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように、形成されているものとする。
【０１０７】
また、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅである０．９μｍは量産性に優れる紫外線露光装置でも十分パターニング可能な寸法であり、実効屈折率法から求まる単一横モードの上限であるｄａｖｅ／Λａｖｅの値より多少小さい値を選んでいるため空孔形成時の寸法変動をある程度吸収可能である。
【０１０８】
なお、最内周空孔列の空孔１１は夫々の空孔直径ｄや空孔同士の空孔中心間距離Λが必ずしも同一である必要は無く、それらの平均値ｄａｖｅ及びΛａｖｅが上述の条件、ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成されていれば良い。また、空孔１１の形状は円形に限られるものではなく例えば円形以外の菱形等であってもよい。この場合はその菱形の面積に相当する円の直径でｄとする。更に空孔１１には例えば空気が充填されている。
【０１０９】
また、最内周空孔列の空孔１１を例えばその円の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成したが、発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓ以外の発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系等でも同様である。
【０１１０】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等では、かなり屈折率が小さくなるので最内周空孔列の空孔の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すると良い。これにより、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等でも、レーザ光が発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、横モードを単一化できることとなる。
【０１１１】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１０１の動作について簡単に説明する。
【０１１２】
まず、所定の電流注入によって活性層５で光が発生するが、光の共振方向に直交する面内方向（横方向、図１及び図２のＸＺ面方向）では、空孔が形成されていない領域である第１の領域とその外側で空孔が形成されている領域の第２の領域とで僅かに第２の領域の実効的屈折率のほうが小さいので、第１の領域内にレーザ光が閉じ込められることとなる。
【０１１３】
すなわち、第２の領域は中に空気が充填された空孔をまばらに配置することによってその第２の領域の実効的な屈折率が僅かに第１の領域より低くなり、面内方向（図１及び図２のＸＺ面方向）のいわばクラッド層として機能することになる。
【０１１４】
これによって、第１の領域で発生した光は導波路の幅が広いにもかかわらずその僅かな屈折率差により、図１６に示す最内周空孔列の空孔１１の作用を最も大きく受けながら単一横モードの光が第１の領域と第２の領域との境界付近で全反射され、全体として光の共振方向（図１及び図２のＹ方向）に光が導波され、活性層５等を上下に挟む半導体多層膜ＤＢＲ３により反射されて共振し、更に増幅されてレーザ光として発振し、出射口１０より出射することとなる。
【０１１５】
また、上述のように空孔の形成により実現する第２の領域の屈折率である実効的な屈折率と第１の領域の屈折率との差は非常に小さく、この構造によって弱い閉じ込め力が安定して得られるので、屈折率差の大きい酸化狭窄等の手段では不可能な共振方向から見た第１の領域の径が大きい場合でも、単一横モードのレーザ光の発振が可能となる。
【０１１６】
次に、第１の領域を導波する光への作用が最も大きい最内周空孔列の空孔１１では一定の条件を満たすことが必要となる。具体的には、所定の発振波長λで空孔の円の平均直径ｄａｖｅ、夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離ΛａｖｅのΛａｖｅ／λ及びｄａｖｅ／Λａｖｅは、一定の条件があり、以下に説明する。尚、その一定の条件がＶＣＳＥＬ１０１の動作に基づきどのように決められるかについては、第１の実施形態の説明と同様なので省略する。
【０１１７】
まず、ＶＣＳＥＬ１０１の規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さいことが、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できる条件となる。
【０１１８】
なお、ＶＣＳＥＬ１０１の規格化周波数ｖはステップインデックス型光ファイバーの規格化周波数ｖの式のうちコア半径を第１の領域の光の共振方向に直交する面を円形としたときのその円の半径と、コア屈折率を第１の領域の屈折率と、クラッド屈折率を第２の領域の実効的な屈折率として導き出すことができる。
【０１１９】
更に上述の規格化周波数の条件を満たす発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅの組み合わせは、実効屈折率法によって具体的には図５に示すように求められる。
【０１２０】
図５に示す上の曲線群Ｂが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で、横モードの単一化がより図れることとなる。
【０１２１】
また、同図５の下の曲線群Ｃが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で第１の領域への光の閉じ込めがより図れることとなる。
【０１２２】
ここで、曲線群Ｂ、Ｃの夫々の曲線はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのｘを１、０．５、０としたときの曲線であり、縦軸は空孔１１の直径ｄと空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λで横軸が空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λである（この縦軸及び横軸については後述する図６でも同様である。）。
【０１２３】
従って、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比Λａｖｅ／λが２より大きい全域で、第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、最内周空孔列の空孔１１の円の平均直径ｄａｖｅ及び夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくてかつ０．２より小さいことが必要であることとなる。
【０１２４】
なお、図５の曲線群Ｂ、Ｃは上述の通り発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓの屈折率（組成に応じ３．０〜３．６の間の値を持つ）を元に計算をした結果であるが、発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系（屈折率３．０〜３．４）等でも同様である。
【０１２５】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、かなり屈折率が小さくなるので図５と同様の方法により求めた図６に示すようになる。
【０１２６】
すなわち、図６に示す上の２本の曲線（曲線ＤがＧａＮを、曲線ＥがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系について規格化周波数ｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で横モードの単一化が図れることとなる。
【０１２７】
また、同図６の下の２本の曲線（曲線ＦがＧａＮを、曲線ＧがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系について規格化周波数ｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で第１の領域へのレーザ光の閉じ込めがより図れることとなる。
【０１２８】
従って、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比Λａｖｅ／λが２より大きい全域で、より第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、図６に示すように最内周空孔列の空孔１１の円の平均直径ｄａｖｅ及び夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すること必要であることとなる。
【０１２９】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１０１の製造方法について説明する。
【０１３０】
尚、第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬ１０１の製造方法は、第１の実施形態でのＶＣＳＥＬ１の製造方法の内、ＳＴ１０２の工程のみ異なるだけで他の工程は第１の実施形態の製造方法と同様であるのでＳＴ１０２の工程のみ説明し、他は省略する。また以下の説明で、第１の実施形態で示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付するものとし、その説明を省略する。
【０１３１】
すなわち、ＳＴ１０１でキャップ層６まで結晶成長させた後、図９及び図１６に示すように例えばフォトレジストでパターニングし、キャップ層６から下部ＤＢＲミラー３ａの上部にかけて、最内周空孔列の空孔１１をその平均直径ｄａｖｅを０．９μｍ、平均空孔中心間距離Λａｖｅを９μｍとし、最内周空孔列以外の空孔１１は空孔の大きさやその配列がばらばらでも良いが、全体としての第２の領域の実効的屈折率等により求められる規格化周波数ｖが、０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように、Ｃｌ系ガスを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の手法により、全部の空孔１１を形成する（ＳＴ１０２）。その際、空孔１１の深さＭは４μｍ程度にする。
【０１３２】
以降のＶＣＳＥＬ１０１の製造方法は上述の通り第１の実施形態と同様なので省略するが、最終的にＶＣＳＥＬとして製品化するために、例えば素子ごとのチップにへき開する工程やステム（足つきのマウント）にダイ・ボンドする工程、更に表面の電極とステムをワイヤーボンドする工程及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【０１３３】
このように本実施形態によれば、第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードのレーザ光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【０１３４】
具体的には、キャップ層６と上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａの上部まで、光の共振方向に沿って第１領域を取り囲むように貫通された空気が充填された複数の空孔１１を形成したので、エッチング等により空孔１１の大きさや数量等を調節して容易に、第１の領域の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることができ、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【０１３５】
また、形成された空孔１１は直ちにフォトレジスト等により塞ぐこととしたので、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、ＶＣＳＥＬ１の劣化を防ぐことができる。
【０１３６】
更に第１の領域の屈折率及び第２の領域の実効的屈折率と第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成したので、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【０１３７】
また、最内周空孔列の夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅと発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きいことを条件としたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、出射されるレーザ光の横モードをより単一化できることとなる。
【０１３８】
更に最内周空孔列の空孔１１の面積に相当する円の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さくなるように最内周空孔列の複数の空孔１１を形成したので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬ１０１でより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【０１３９】
また、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬ１ではｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さくなるように最内周空孔列の複数の空孔を形成することとしたので、大口径であっても発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【０１４０】
更に空孔１１の開口部を覆う工程で、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものとしたので、簡単に開口部を覆うことができ製造コストの軽減等が図れる。
【０１４１】
また、第２の領域に形成する空孔１１のうち最内周空孔列の空孔１１以外の空孔１１については、全体としての第２の領域の実効的屈折率等により求められる規格化周波数ｖが、０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように形成すれば、空孔１１の大きさやその配列はばらばらでも良いので製造上のコストの低減を図ることができる。
【０１４２】
更に最内周空孔列の空孔１１自体も、平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅが一定の条件を満たせば、夫々の空孔１１の直径ｄ及び空孔中心間距離Λが同一である必要はないので、厳格な精度が要求されず製造コストの軽減を図ることができる。
【０１４３】
次に、本発明の第３の実施形態に係るＶＣＳＥＬを備えた電子機器について、その例として光磁気記録再生装置について説明する。尚、この光磁気記録再生装置に備えられたＶＣＳＥＬはＶＣＳＥＬ１で説明するが、これに限られるものではなくＶＣＳＥＬ１０１であっても良い。また、第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬ１の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【０１４４】
図１７は本発明の第３の実施形態に係る電子機器の例である光磁気記録再生装置の概略構成図である。
【０１４５】
光磁気記録再生装置２０１は、図１７に示すように例えばＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）やＣＤ−ＲＷ（ＣＤ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）等の光ディスクを回転させるスピンドルモータ２０２、光ディスクから情報を読込んだり書き込んだりするピックアップユニット２０３、外部の情報を取り入れたり逆に外部に情報を出力するインターフェース部２０４及びこれらを制御する制御部２０５等から構成されている。
【０１４６】
ここで、ピックアップユニット２０３は図１７に示すように、横モードが単一であるレーザ光を出射するＶＣＳＥＬ１、そのＶＣＳＥＬ１から出射されたレーザ光をトラッキング・サーボに必要な３スポットを生じさせるグレーティング２０６、往路のレーザ光を略１００％透過させる偏光ＢＳ（ＰＢＳ：ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２０７、偏光ＢＳ２０７を透過したレーザ光を平行光にするコリメータ・レンズ（ＣＬ：ｃｏｌｉｉｍａｔｏｒ ｌｅｎｓ）２０８、コリメータ・レンズ２０８により平行光にされたレーザ光を円偏光に変換するλ／４板２０９、λ／４板２０９により円偏光にされたレーザ光をＣＤ−ＲＷ等の光ディスク２１０に焦点を結ぶ対物レンズ２１１、復路で偏光ＢＳ２０７によって反射されたレーザ光に焦点サーボに必要な非点収差を発生させるシリンドリカル・レンズ２１２及びピット信号等を受け取るパターン分割ＰＤ（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）２１３等により構成される。
【０１４７】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１を備えた電子機器の例である光磁気記録再生装置２０１の動作について、光学的動作を中心に簡単に説明する。
【０１４８】
まず、光磁気記録再生装置２０１の電源が投入されると制御部２０５の指示によりスピンドルモータ２０２が所定の回転数で回転し、同時にスレッドモータ（図示しない）を駆動させ、所定の光ディスク２１０の位置にピックアップユニット２０３を移動させる。
【０１４９】
また、制御部２０５の制御下所定の電流がＶＣＳＥＬ１の電極に注入され活性層５で光が発生し、光の共振方向に直交する面内方向（横方向、図１及び図２のＸＺ面方向）では、空孔が形成されていない領域である第１の領域とその外側で空孔が形成されている領域の第２の領域とで僅かに第２の領域の実効的屈折率のほうが小さいので、いわばクラッド層として機能し第１の領域で発生した光は導波路の幅が広いにもかかわらずその僅かな屈折率差により、単一横モードの光が第１の領域と第２の領域との境界付近で全反射され、全体として光の共振方向（図１及び図２のＹ方向）に光が導波され、活性層５等を上下に挟む半導体多層膜ＤＢＲ３により反射されて共振し、更に増幅されてレーザ光として発振し、出射口１０より出射することとなる。
【０１５０】
更にＶＣＳＥＬ１から出射されたレーザ光はグレーティング２０６を通り、偏光ＢＳ２０７を透過しコリメータ・レンズ２０８により平行光にされ、λ／４板２０９で円偏光になり、対物レンズ２１１により光ディスク２１０例えばＣＤ−ＲＷ等の所定位置に、高出力レーザ光の焦点が結ばれ必要な情報が書き込まれることとなる。
【０１５１】
また、再生の場合は光ディスク２１０により反射されたレーザ光が復路に入り逆コースを偏光ＢＳ２０７までたどり、偏光ＢＳ２０７で略１００％シリンドリカル・レンズ２１２方向に反射され、シリンドリカル・レンズ２１２に入射し非点収差を発生させ、パターン分割ＰＤ２１３に入射する。
【０１５２】
更にレーザ光が入射したパターン分割ＰＤ２１３は、ピット信号、トラッキング信号及びフォーカス信号等を受け取り、それらの信号情報を制御部２０５に出力する。
【０１５３】
制御部２０５は、入力された信号情報をインターフェース部２０４に出力し、外部の表示装置等の電子機器に情報が出力され、或いは光磁気記録再生装置２０１に表示装置等の出力手段があるときはこれらにより信号情報が表示情報等に変換される。
【０１５４】
このように本実施形態によれば、光の導波路となる第１の領域を取り囲む第２の領域に空孔を形成し第１の領域との屈折率差を僅かなものとしたＶＣＳＥＬ１を備えるので、出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１５５】
具体的には、例えば最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列し、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さくなるように複数の空孔１１を形成したＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系等のＶＣＳＥＬ１を備えるので、出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１５６】
また、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬ１ではｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さくなるように複数の空孔を形成したＶＣＳＥＬ１を備えるので、同様に出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１５７】
また、携帯用電子機器では特に部品の軽量、小型化が要望されるがＶＣＳＥＬ１を備えれば、半導体レーザを高出力で横モードが単一化したレーザ光を出射できる小型軽量のチップ構造にでき、部品の軽量、小型化がより図られることとなる。
【０１５８】
なお、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更して実施できる。
【０１５９】
例えば、上述した実施形態ではＶＣＳＥＬ１を備える電子機器の例として光磁気記録再生装置２０１について説明したがこれに限られるものではなく、レーザ加工装置でも光の導波路となる第１の領域を取り囲む第２の領域に空孔を形成し、第１の領域との屈折率差を僅かなものとしたＶＣＳＥＬ１を備えるので、出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、集光スポット径を微細化することができるので精密な加工が可能となる。
【０１６０】
また、レーザ・ビーム・プリンタ等の印刷装置に光の導波路となる第１の領域を取り囲む第２の領域に空孔を形成し、第１の領域との屈折率差を僅かなものとしたＶＣＳＥＬ１を備えることによって、レーザ光の光強度分布を単峰形にできるので、一様に帯電させた感光ドラムを局所的にレーザ照射して除電することによって、トナーが付着しない領域を形成し図版の作成を行う場合に、微細な画素を中抜け無く形成することができる。
【０１６１】
更に１０ｍＷ以上の高い発光強度を有するＶＣＳＥＬ１を複数配列することにより同時に感光ドラムの複数箇所を除電することができ、しかも発光強度が高いので照射時間を短くすることも可能となる。
【０１６２】
すなわち、大出力で単一横モードのレーザ光を出射できるＶＣＳＥＬ１により、高精細かつ高速で印刷が可能なレーザ・ビーム・プリンタを提供できることとなる。
【０１６３】
また、上述した実施形態では空孔１１の横モードへの作用を十分得るために、例えばとしてキャップ層６から下部ＤＢＲミラー３ａ上部まで空孔１１を貫通して形成したが、これに限られるものではなく、例えばキャップ層６から上部ＤＢＲミラー３ｂと上部クラッド層４ｂとの境界付近までに空孔１１の貫通をとどめることもできる。これによって活性層５の空孔界面で生じるキャリアの非発光再結合電流による発光効率の減少を回避することができる。活性層５を貫通するか否かは、要求される横モード単一化の度合いと発光出力との兼ね合いから判断される。
【０１６４】
更に、上述した実施形態では第２の領域に形成された空孔１１に例えばとして空気が充填された場合について説明したがこれに限られるものではなく、第１の領域の媒質より屈折率の低い材質のものを充填しても良い。これにより、更に第２の領域の実効的な屈折率を細かく調整できることとなり、第１の領域の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることがより容易にできることとなる。
【０１６５】
また、上述した実施形態では上部電極８とキャップ層６との接触領域（電極接触領域）を例えばとしてリング状に形成したがこれに限られるものでなく、第１の領域の屈折率と第２の領域の実効的な屈折率との差が僅かなものとでき、出射するレーザ光が大出力であっても横モードを単一化できる接触領域であればどんな形状であっても良い。
【０１６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では大口径化による高出力で横モードを安定な単一モードとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの概略斜視図である。
【図２】図１のＡＡ´方向の断面図である。
【図３】空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図である。
【図４】ＶＣＳＥＬのメサ構造の概略斜視図である。
【図５】単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフである。
【図６】ＧａＮ系の単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造方法のフローチャート図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図である。
【図９】図８の次の工程である空孔の形成工程の説明図である。
【図１０】図９の次の工程である空孔の閉じ込め工程の説明図である。
【図１１】図１０の次の工程であるメサの形成工程の説明図である。
【図１２】図１１の次の工程である絶縁層の形成工程の説明図である。
【図１３】図１２の次の工程である上部電極の形成工程の説明図である。
【図１４】図１３の次の工程である出射口の形成工程の説明図である。
【図１５】図１４の次の工程である下部電極の形成工程の説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬの空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る電子機器の例である光磁気記録再生装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１０１ ＶＣＳＥＬ
２ 基板
３ 半導体多層膜ＤＢＲ
３ａ 下部ＤＢＲミラー
３ｂ 上部ＤＢＲミラー
４ クラッド層
４ａ 下部クラッド層
４ｂ 上部クラッド層
５ 活性層
６ キャップ層
７ 絶縁層
８ 上部電極
９ 下部電極
１０ 出射口
１１ 空孔
１２ メサ
１３ａ、１３ｂ ポリイミド或いはフォトレジスト
２０１ 光磁気記録再生装置
２０２ スピンドルモータ
２０３ ピックアップユニット
２０４ インターフェース部
２０５ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば垂直共振器型として用いられる面発光レーザ、その面発光レーザを備える電子機器及びその面発光レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、面発光レーザ例えば垂直共振器型面発光半導体レーザ（以下「ＶＣＳＥＬ」（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）という。）では、発振領域を酸化により絞った酸化狭窄方式やこれに出射口に設けた高次モードの吸収・反射機構を組み合わせた方式等によって、横方向の発振モード（以下「横モード」という。）を単一モードに抑制することが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の酸化狭窄方式では横モードを単一化しようとすると発振領域の直径を発振波長の３倍程度の大きさ以下にしなければならず、発振領域の大口径化による高出力化には不向きであった。
【０００４】
また、出射口に設けた高次モードの吸収・反射機構を組み合わせた方式は光のうち一部を出射させるだけで非常にロスが大きい。
【０００５】
従って、ＶＣＳＥＬは横モードを単一化する場合に発光領域の大口径化による高出力化が困難であり、例えば光ディスク特に高回転・高転送速度での書き込みや、レーザ・ビーム・プリンタでの高精彩かつ高速な印刷が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされるもので、大口径化による高出力で横モードを安定な単一モードとできる面発光レーザ、その面発光レーザを備える電子機器及びその面発光レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の主たる観点に係る面発光レーザは、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備することを特徴とする。
【０００８】
ここで、実効的な屈折率（又は実効屈折率）とは不均一な屈折率を持つ領域を屈折率が均一な領域で置換して光学特性を近似した場合の均一な屈折率のことであり、例えば活性層に空孔が設けられた領域のその領域としての屈折率を言う。
【０００９】
本発明では、第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードの光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記第２の領域は、第１の領域の部材に複数の空孔が形成されたものであることを特徴とする。これにより、例えば第１の領域の媒質に屈折率１の空気の空孔の大きさや数量等を調節して、容易に第１の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることができる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記共振方向に前記活性層を貫通して形成するものであることを特徴とする。これにより、第１の領域により発生する光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率とは実効的な屈折率が僅かに異なる第２の領域を、例えばエッチング等により容易に形成することができ製造コストの軽減等を図ることができる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、密閉されていることを特徴とする。これにより、空孔の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、面発光レーザの劣化を防ぐことができる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記第１の屈折率及び第２の屈折率と前記第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数が０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成されていることを特徴とする。これにより、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１４】
ここで、規格化周波数（ｖ）とは例えば第１の屈折率をｎ１、第２の屈折率をｎ２、光の発振周波数λ、第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径をａとした各パラメータからなるｖ＝（２πａ／λ）・（ｎ１ ２−ｎ２ ２）１／２ をいう。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔は、夫々の空孔同士の空孔中心間距離の平均値Λａｖｅと前記発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きいことを特徴とする。これにより、最も導波される光への作用が大きい最内周の空孔列で、Λａｖｅ／λが２より大きいとしたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が、その複数の空孔の夫々の面積に相当する円の直径の平均値ｄａｖｅと前記空孔中心間距離の平均値Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さいことを特徴とする。これにより、最も導波される光への作用が大きい最内周の空孔列で、比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きく０．２より小さいものとしたので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬで発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が、その複数の空孔の夫々の面積に相当する円の直径の平均値ｄａｖｅと前記空孔中心間距離の平均値Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さいことを特徴とする。これにより、最も導波される光への作用が大きい最内周の空孔列で、比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きく０．２３より小さいものとしたので、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬで発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λと前記発振波長λとの比Λ／λが２より大きいことを特徴とする。これにより、Λ／λが２より大きいとしたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、第２の領域全体で導波される光へ作用できるので、より出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと前記空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さいことを特徴とする。これにより、ｄ／Λが０．０１６より大きく０．２より小さいという条件を満たす複数の空孔を規則的に形成すれば、第２の領域全体で導波される光へ作用できるので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬでより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００２０】
本発明の一の形態によれば、前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと前記空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さいことを特徴とする。これにより、ｄ／Λが０．０３より大きく０．２３より小さいという条件を満たす複数の空孔を規則的に形成すれば、第２の領域全体で導波される光へ作用できるので、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬでより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００２１】
本発明の他の観点にかかる電子機器は、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備する面発光レーザを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明では、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿ってその第１の領域を取り囲み、第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備する面発光レーザを備えるので、大口径による高出力レーザ光で横モードを単一化でき、例えば光ディスクの高回転・高転送速度での書き込み等が可能となる。
【００２３】
本発明の他の観点にかかる面発光レーザの製造方法は、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有するように前記共振方向に空孔を貫通させた第２の領域とを有する活性層を形成する工程と、前記活性層を形成する工程の終了直後に、前記空孔の開口部を密閉部材で覆う工程とを具備することを特徴とする。
【００２４】
本発明では、第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿ってその第１の領域を取り囲み、第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有するように共振方向に空孔を貫通させた第２の領域とを有する活性層を形成する工程を具備するので、高出力でも容易にレーザ光の横モードを単一化できる面発光レーザを製造できる。
【００２５】
また、活性層を形成する工程の終了直後に、空孔の開口部を密閉部材で覆う工程を具備するので、空孔内にゴミ等の不純物が付着するのを防止でき、面発光レーザの劣化を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の一の形態によれば、開口部を覆う工程は、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものであることを特徴とする。これにより、簡単に開口部を覆うことができ製造コストの軽減等が図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。尚、以下に実施形態を説明するにあたっては、面発光レーザの例として発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光半導体レーザ）で用いられるＡｌＧａＡｓ系を中心に説明するが、これに限られるものではない。
【００２８】
また、以下の図面の各部のサイズや空孔の個数等はその説明の都合上現したもので実際の寸法や個数を表すわけでは無く、かつ各図面相互で必ずしも一致しないものとする。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの概略斜視図、図２は図１のＡＡ´方向の断面図、図３は空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図、図４はＶＣＳＥＬのメサ構造の概略斜視図、図５は単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフ及び図６はＧａＮ系の単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフである。
【００３０】
図１及び図２に示すように、ＶＣＳＥＬ１は、結晶成長の種結晶である例えばＧａＡｓから形成される基板２、その基板２に結晶成長され活性層等を挟んで光のフィードバックのための半導体多層膜ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）ミラー３の内の基板側の例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される下部ＤＢＲミラー３ａ、また下部ＤＢＲミラー３ａに結晶成長され活性層を挟む一対の例えばＡｌＧａＡｓから形成されるクラッド層４の内の基板側の下部クラッド層４ａ、そのクラッド層４に挟まれ光を発生する例えばＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層との組み合わせにより形成される活性層５、その活性層５に結晶成長される上部クラッド層４ｂ、その上部クラッド層４ｂに結晶成長される例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される上部ＤＢＲミラー３ｂ、更に上部ＤＢＲミラー３ｂに結晶成長され後述する上部電極と半導体とのコンタクト抵抗を下げる等のキャップ層６、その上部電極が効率良く電流をキャップ層６に注入できるようにキャップ層６の一部を覆う絶縁層７、そしてその絶縁層７及び一部のキャップ層６に蒸着等により形成された上部電極８、更に基板２のクラッド層４と反対側に蒸着等により形成された下部電極９及び上部ＤＢＲミラー３ｂからレーザ光を出射するためのキャップ層６、絶縁層７及び上部電極８に開けられた出射口１０等を具備する。
【００３１】
ここで、基板２は半導体多層膜ＤＢＲ３やクラッド層４等を結晶成長させるためのものであり、規則正しい格子をきれいに保ち原子同士をしっかり形成しながら積み重ねるためのものである。
【００３２】
また、下部ＤＢＲミラー３ａは屈折率の異なる膜を交互に積み重ねて反射鏡ができる性質を半導体に応用したもので、上述のように例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層とを交互に積層し活性層５で発生した光を反射するものである。
【００３３】
その反射率が最大となる膜厚は、波長λと屈折率ｎとの関係がλ／４ｎであり、その全体の厚さは例えば略３．９μｍになるように形成されている。
【００３４】
同様に、上部ＤＢＲミラー３ｂも例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層とを交互に積層し活性層５で発生した光を反射するものであるが、下部ＤＢＲミラー３ａと違ってその全体の厚さは略２．６μｍに形成されており、ＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層とのペア数を下部ＤＢＲミラー３ａより少なくして、上部ＤＢＲミラー３ｂ側に設けられた出射口１０よりレーザ光を出射できるようになっている。
【００３５】
更にクラッド層４は、例えばＡｌＧａＡｓから形成されておりその下部クラッド層４ａと上部クラッド層４ｂとで図２に示すように、活性層５を挟むように積層されておりキャリア等を閉じ込めるものである。
【００３６】
また、活性層５は例えばＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層との組み合わせにより多重量子井戸構造を形成しており、活性層５と下部クラッド層４ａ及び上部クラッド層４ｂとでその厚さが全体で略０．３μｍに形成されている。
【００３７】
ここで、例えば図２に示すようにキャップ層６から基板２に向かってキャップ層６、上部ＤＢＲミラー３ｂ、上部クラッド層４ｂ、活性層５及び下部クラッド層４ａにかけて空孔１１が光の共振方向に沿って貫通して形成されており、下部クラッド層４ａ側である下部ＤＢＲミラー３ａの上方部分にもその空孔１１が光の共振方向に沿って続けて形成され、その空孔１１の共振方向の全長は例えば４μｍに形成されている。これにより、発生した光は反射により何度も空孔１１からの作用を受け、更により長い距離で空孔１１による高次モードの抑制効果を十分に得ることができることとなる。
【００３８】
また、キャップ層６と光が反射され共振し増幅され発振される上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａまでとの領域を第１領域とし、空孔１１が形成された領域を第２の領域とすると、その第２領域は図２及び例えば活性層５を上方から見た説明図である図３に示すように光の共振方向に沿ってその第１領域を取り囲むように貫通された空孔１１が形成されている。
【００３９】
更に空孔１１の配列は、例えば図３に示すように上方から見たときに最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列されており、その夫々の空孔１１の形状は同じ大きさの円形に形成されている。
【００４０】
また、図３に示すように三角格子から一点だけ空孔を抜いた領域が第１の領域となり、その領域からレーザ光が発振することとなる。尚第１の領域を円とするとその直径は空孔１１を円としたときの直径ｄとして、図３より分かるように略２Λ（正確には２Λ−ｄ）となる。
【００４１】
空孔１１は、空孔同士の空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λが２より大きくなるように形成されており、更に空孔１１の円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成されている。これにより、従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような、第１の領域の直径がλの４倍以上となる高出力のものでも出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００４２】
例えば活性層５にＧａＡｓを使った発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬ１で、第１の領域の直径が発振波長の１０倍以上ある１７．１μｍとなるようにΛ／λを１０．５８とし、ｄ／Λが０．１となるよう全ての空孔１１の直径ｄを０．９μｍ、全ての空孔中心間距離Λを９μｍとする。これにより、レーザ光は発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、高出力でありながら横モードを単一化できることとなる。
【００４３】
また、空孔１１の直径ｄである０．９μｍは量産性に優れる紫外線露光装置でも十分パターニング可能な寸法であり、実効屈折率法から求まる単一横モードの上限であるｄ／Λの値より多少小さい値を選んでいるため空孔形成時の寸法変動をある程度吸収可能である。
【００４４】
なお、空孔１１の形状は円形に限られるものではなく例えば円形以外の菱形等であってもよい。この場合はその菱形の面積に相当する円の直径をｄとする。また、空孔１１には例えば空気が充填されている。
【００４５】
また、例えば図４に示すようにキャップ層６、上部ＤＢＲミラー３ｂ、上部クラッド層４ｂ、活性層５及び下部クラッド層４ａにかけて、空孔１１が形成された第２の領域及びその第２の領域によって囲まれる第１の領域を含むように、直径が略１５０μｍのメサ１２が形成されている。
【００４６】
更に絶縁層７は、ポリイミド或いはフォトレジストにより図１及び図２に示すように出射口１０及び上部電極８がキャップ層６に接触する部分を残し、空孔１１の上部開口部を塞ぐようにメサ１２を覆いかつメサ１２の周辺を埋め込んで上面をやや平坦化するように形成されている。これにより、効率良く電流を閉じ込めることが可能となる他、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が着くことを防止できる。
【００４７】
また、上部電極８及び下部電極９はＧａＡｓ等との合金化が容易なＡｕを中心にした材料を用いており、上部電極８は図２に示すように絶縁層７の上面全面と、絶縁層７の上部に開けられた開口部の内側で例えば外側直径が略１４μｍ、内側直径が略１０μｍのリング状にキャップ層６上面とに一体的に形成されており、その厚さは略１μｍとされている。
【００４８】
更に出射口１０は、キャップ層６も除去し直径１０μｍで形成されており、ＶＣＳＥＬ１に上部電極８及び下部電極９を介して所定の電流が注入されると、その出射口１０からレーザ光が出射されることとなる。
【００４９】
ここで、空孔１１を例えばその円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成したが、発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓ以外の発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系等でも同様である。
【００５０】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等では、かなり屈折率が小さくなるので空孔の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すると良い。これにより、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等でも、レーザ光が発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、横モードを単一化できることとなる。
【００５１】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１の動作について簡単に説明する。
【００５２】
まず、所定の電流注入によって活性層５で光が発生するが、光の共振方向に直交する面内方向（横方向、図１及び図２のＸＺ面方向）では、空孔が形成されていない領域である第１の領域とその外側で空孔が形成されている領域の第２の領域とで僅かに第２の領域の実効的屈折率のほうが小さいので、第１の領域内にレーザ光が閉じ込められることとなる。
【００５３】
すなわち、第２の領域は中に空気が充填された空孔をまばらに配置することによってその第２の領域の実効的な屈折率が僅かに第１の領域より低くなり、面内方向（図１及び図２のＸＺ面方向）のいわばクラッド層として機能することになる。
【００５４】
これによって、第１の領域で発生した光は導波路の幅が広いにもかかわらずその僅かな屈折率差により、単一横モードの光が第１の領域と第２の領域との境界付近で全反射され、全体として光の共振方向（図１及び図２のＹ方向）に光が導波され、活性層５等を上下に挟む半導体多層膜ＤＢＲ３により反射されて共振し、更に増幅されてレーザ光として発振し、出射口１０より出射することとなる。
【００５５】
また、上述のように空孔の配列により実現する第２の領域の屈折率である実効的屈折率と第１の領域の屈折率との差は非常に小さく、この構造によって弱い閉じ込め力が安定して得られるので、屈折率差の大きい酸化狭窄等の手段では不可能な共振方向から見た第１の領域の径が大きい場合でも、単一横モードのレーザ光の発振が可能となる。
【００５６】
次に、具体的に所定の発振波長λで空孔の円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの寸法は、どのように決められるかについてＶＣＳＥＬ１の動作に基づき説明する。
【００５７】
第１の領域の屈折率と第２の実効的な屈折率との差が小さい場合の光の動作については、同じように第１の領域の屈折率と第２の屈折率との差が小さいステップインデックス型光ファイバーのコア中への光の閉じ込めにおける光の動作を利用することができる。
【００５８】
ステップインデックス型光ファイバーの構造特性を代表する値として、規格化周波数ｖ＝（２πａ／λ）・（ｎｃｏｒｅ ２−ｎｃｌａｄ ２）１／２ （λ：波長、ａ：コア半径、ｎｃｏｒｅ ：コア屈折率、ｎｃｌａｄ ：クラッド屈折率）があり、コアへの光の閉じ込め効率はこのｖに依存し、ｖが０．６のときに光の閉じ込め効率は略ゼロになり、クラッドとしての機能が消滅する。
【００５９】
また、ステップインデックス型光ファイバーの横モードの単一化はｖが２．４０５より小さいことが条件であり、以上の点はＶＣＳＥＬ１でも適用可能である。
【００６０】
従って、ＶＣＳＥＬ１の規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さいことが、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できる条件となる。
【００６１】
なお、ＶＣＳＥＬ１の規格化周波数ｖはステップインデックス型光ファイバーの規格化周波数ｖの式のうちコア半径を第１の領域の光の共振方向に直交する面を円形としたときのその円の半径と、コア屈折率を第１の領域の屈折率と、クラッド屈折率を第２の領域の実効的な屈折率として導き出すことができる。
【００６２】
更に上述の規格化周波数の条件を満たす発振波長λ、空孔の円の直径ｄ及び夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λの組み合わせは、実効屈折率法によって具体的には図５に示すように求められる。
【００６３】
図５に示す上の曲線群Ｂが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で横モードの単一化が図れることとなる。
【００６４】
また、同図５の下の曲線群Ｃが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で第１の領域へのレーザ光の閉じ込めが図れることとなる。
【００６５】
ここで、曲線群Ｂ、Ｃの夫々の曲線はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのｘを１、０．５、０としたときの曲線であり、縦軸は空孔１１の直径ｄと空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λで横軸が空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λである（この縦軸及び横軸については後述する図６でも同様である。）。
【００６６】
従って、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと空孔中心間距離Λとの比Λ／λが２より大きい全域で、第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、空孔の円の直径ｄ及び夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくてかつ０．２より小さいことが必要であることとなる。
【００６７】
なお、図５の曲線群Ｂ、Ｃは上述の通り発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓの屈折率（組成に応じ３．０〜３．６の間の値を持つ）を元に計算をした結果であるが、発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系（屈折率３．０〜３．４）等でも同様である。
【００６８】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、かなり屈折率が小さくなるので図５と同様の方法により求めた図６に示すようになる。
【００６９】
すなわち、図６に示す上の２本の曲線（曲線ＤがＧａＮを、曲線ＥがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系についてｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で横モードの単一化が図れることとなる。
【００７０】
また、同図６の下の２本の曲線（曲線ＦがＧａＮを、曲線ＧがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系についてｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、直径ｄ及び空孔中心間距離Λの寸法で第１の領域へのレーザ光の閉じ込めが図れることとなる。
【００７１】
従って、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと空孔中心間距離Λとの比Λ／λが２より大きい全域で、第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、図６に示すように空孔の円の直径ｄ及び夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すること必要であることとなる。
【００７２】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１の製造方法について説明する。
【００７３】
図７は本実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造方法のフローチャート図、図８は本実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図、図９は図８の次の工程である空孔の形成工程の説明図、図１０は図９の次の工程である空孔の閉じ込め工程の説明図、図１１は図１０の次の工程であるメサの形成工程の説明図、図１２は図１１の次の工程である絶縁層の形成工程の説明図、図１３は図１２の次の工程である上部電極の形成工程の説明図、図１４は図１３の次の工程である出射口の形成工程の説明図及び図１５は図１４の次の工程である下部電極の形成工程である。
【００７４】
まず、図８に示すように例えば十分に洗浄した種結晶である厚さＬが略５２５μｍのＧａＡｓ基板２を用意し、この上にＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される下部ＤＢＲミラー３ａを、例えば化学的反応を利用した成長法であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により結晶成長させ、その厚さＫを略３．９μｍに形成する。以下同様に、例えば下部ＤＢＲミラー３ａの上にＡｌＧａＡｓから形成される下部クラッド層４ａ、その上にＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層とから形成される活性層５、更にその上にＡｌＧａＡｓから形成される上部クラッド層４ｂ、その上にＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される厚さＩが略２．６μｍの上部ＤＢＲミラー３ｂ、更にその上に厚さＨが略０．２μｍのキャップ層６を結晶成長させる（ＳＴ１０１）。なお、下部クラッド層４ａ、活性層５及び上部クラッド層４ｂの全体の厚さＪは例えば略０．３μｍとする。
【００７５】
次に、図３及び図９に示すように例えばフォトレジストでパターニングしキャップ層６から下部ＤＢＲミラー３ａの上部にかけて、直径ｄが略０．９μｍで空孔中心間距離Λが略９μｍである円形の空孔１１が、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に片側８列配した空孔列（図３では４列に表示されているが）をＣｌ系ガスを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）の手法により、深さＭ略４μｍ程度に形成する（ＳＴ１０２）。
【００７６】
また、空孔１１を形成した後直ちに、図１０に示すように例えば空孔１１が形成されたキャップ層６の上面にポリイミド或いはフォトレジスト１３ａを略０．５μｍの厚さにスピンコーティングし、空孔１１によりキャップ層６上面に形成された開口部を塞ぎ、そのポリイミド或いはフォトレジスト１３ａのハードキュアを行い硬化させて、以後の工程でも空孔１１を塞いでいるポリイミド或いはフォトレジスト１３ａは除去しない（ＳＴ１０３）。
【００７７】
これにより、ＲＩＥにより形成された空孔１１が直ちに塞がれるので、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、ＶＣＳＥＬ１の劣化を防ぐことができる。なお、フォトレジスト等の粘度やスピンコート条件は、空孔１１にフォトレジスト等がなるべく入り込まないものが選択される。
【００７８】
次に、再び例えばフォトレジストでパターニングし、空孔１１が形成された第２の領域の外周部をＣｌ系ガスＲＩＥにより図１１に示すようにエッチングし、メサ１２を形成する（ＳＴ１０４）。このエッチング深さＮは例えば下部ＤＢＲミラー３ａ表面まで届く程度で３．６μｍ程度であり、エッチングにより形成されるメサ１２の直径は例えば略１５０μｍである。
【００７９】
再び、ＳＴ１０４で形成されたメサ１２を覆い、かつメサ１２の周辺を埋め込むようにポリイミド或いはフォトレジスト１３ｂをスピンコーティングし、メサ１２の段差を略平坦化させ、その後ハードキュアを行いポリイミド或いはフォトレジスト１３ｂを硬化させる。
【００８０】
更に例えばフォトレジストでパターニングしエッチングを行い、キャップ層６の上面のポリイミド或いはフォトレジスト１３ａ及び１３ｂに、第１の領域内で例えば直径（以下「狭窄直径」という。）が１４μｍとなるように円形の開口部を図１２に示すように形成する。
【００８１】
なお、ポリイミド或いはフォトレジスト１３ａ及び１３ｂにより形成された部分は、次の工程で形成される上部電極８からの電流を絞り込み、効率良く発振領域である第１の領域に電流を注入できる絶縁層７（電流狭窄層）となる（ＳＴ１０５）。
【００８２】
次に、ＳＴ１０５で形成された絶縁層７及びキャップ層６の上面全面に電極材料、例えばＧａＡｓとの合金化が容易なＡｕを中心にした材料を成膜し、その上にフォトレジストでパターニングし絶縁層７の上部開口部内に例えば直径が１０μｍの円形の窓を形成する。
【００８３】
その後、図１３に示すようにイオンビームエッチング等によりフォトレジスト外（直径１０μｍの円形窓の部分）電極材を除去し、フォトレジストを剥離して、絶縁層７の上部開口部内に直径が１０μｍの円形の窓が形成され、厚さが１μｍ程度となるように上部電極８を形成する（ＳＴ１０６）。
【００８４】
ここで、上述の上部電極８の形成はエッチング法によったがリフトオフ法でも良い。リフトオフ法とは、例えばフォトレジストで所望する形状の反転パターンを形成し電極材を成膜し、フォトレジスト及びフォトレジスト上の電極を溶剤で除去することで所望のパターンを得る方法で、エッチング法に比べ工程が簡単である。
【００８５】
次に、図１４に示すようにＳＴ１０６で形成された上部電極８をマスクとして、ウエットエッチングによりキャップ層６を上部電極８の円形窓に合わせて一部除去し、レーザ光の出射口１０を形成する（ＳＴ１０７）。なお、そのウエットエッチングにより除去された後のキャップ層６の開口部直径は例えば１０μｍでその深さが０．２μｍ程度となるものとし、エッチング液としてはアンモニア過水を用いる。
【００８６】
また、基板２を下部ＤＢＲミラー３ａ側と反対側（図１４中の下方の側）の面より研磨し厚さを１００μｍ程度にし、研磨表面をエッチング等で綺麗に整え電極層を厚さ１μｍ程度に蒸着して図１５に示すように下部電極９を形成する（ＳＴ１０８）。
【００８７】
以上で半導体レーザとしての積層構造は略できあがったが、ＶＣＳＥＬとして製品化するためには、例えば素子ごとのチップにへき開する工程やステム（足つきのマウント）にダイ・ボンドする工程、更に表面の電極とステムをワイヤーボンドする工程及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【００８８】
このように本実施形態によれば、第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードのレーザ光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【００８９】
具体的には、キャップ層６と上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａの上部まで、光の共振方向に沿って第１領域を取り囲むように貫通された空気が充填された複数の空孔１１を形成したので、エッチング等により空孔１１の大きさや数量等を調節して容易に、第１の領域の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることができ、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【００９０】
また、形成された空孔１１は直ちにフォトレジスト等により塞ぐこととしたので、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、ＶＣＳＥＬ１の劣化を防ぐことができる。
【００９１】
更に第１の領域の屈折率及び第２の領域の実効的屈折率と第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数が０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成したので、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００９２】
また、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列し、夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λが２より大きいことを条件としたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【００９３】
更に最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列し、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さくなるように複数の空孔１１を形成したので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬ１でより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００９４】
また、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬ１ではｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さくなるように複数の空孔を形成することとしたので、大口径であっても発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００９５】
更に空孔１１の開口部を覆う工程で、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものとしたので、簡単に開口部を覆うことができ製造コストの軽減等が図れる。
【００９６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬについて説明する。
【００９７】
図１６は本発明の第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬの空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図である。
【００９８】
尚、第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬ１０１の構成は、第１の実施形態のＶＣＳＥＬ１の構成で複数の空孔が同じサイズで規則的に配列されているのに対し、第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が一定の条件で配列されているだけで、それ以外の空孔がサイズ及び配列もばらばらである点を除けば同様であるので、第１の実施形態の構成と同様である点の説明は省略し、第１の実施形態の構成と異なる空孔のサイズ及び配列に関して以下に説明する。また以下の説明で、第１の実施形態で示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付するものとし、その説明を省略する。
【００９９】
すなわち、図１及び図２に示すように、ＶＣＳＥＬ１０１は、結晶成長の種結晶である例えばＧａＡｓから形成される基板２、その基板２に結晶成長され活性層等を挟んで光のフィードバックのための半導体多層膜ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）ミラー３の内の基板側の例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される下部ＤＢＲミラー３ａ、また下部ＤＢＲミラー３ａに結晶成長され活性層を挟む一対の例えばＡｌＧａＡｓから形成されるクラッド層４の内の基板側の下部クラッド層４ａ、そのクラッド層４に挟まれ光を発生する例えばＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層との組み合わせにより形成される活性層５、その活性層５に結晶成長される上部クラッド層４ｂ、その上部クラッド層４ｂに結晶成長される例えばＡｌＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層との組み合わせにより形成される上部ＤＢＲミラー３ｂ、更に上部ＤＢＲミラー３ｂに結晶成長され後述する上部電極と半導体とのコンタクト抵抗を下げる等のキャップ層６、その上部電極が効率良く電流をキャップ層６に注入できるようにキャップ層６の一部を覆う絶縁層７、そしてその絶縁層７及び一部のキャップ層６に蒸着等により形成された上部電極８、更に基板２のクラッド層４と反対側に蒸着等により形成された下部電極９及び上部ＤＢＲミラー３ｂからレーザ光を出射するためのキャップ層６、絶縁層７及び上部電極８に開けられた出射口１０等を具備する。
【０１００】
ここで、キャップ層６と光が反射され共振し増幅され発振される上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａまでとの領域を第１領域とし、空孔１１が形成された領域を第２の領域とすると、その第２領域は図２及び例えば活性層５を上方から見た説明図である図１６に示すように光の共振方向に沿ってその第１領域を取り囲むように貫通された空孔１１が形成されている。
【０１０１】
また、空孔１１の配列及び形状は、例えば図１６に示すように上方から見たときにレーザ光が発振され、空孔１１が形成されていない第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔１１の配列（以下「最内周空孔列」と言う。）では、一定の条件で配列及び形状で形成されており、その他の空孔１１はその空孔１１の形状や配列はばらばらに形成されている。
【０１０２】
ただし、最内周空孔列以外の空孔１１を含め第２の領域に形成された全ての空孔１１による第２の領域の実効的な屈折率で、ＶＣＳＥＬ１の第１の実施形態で説明した規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように、最内周空孔列以外の空孔１１も形成されていなければならない。
【０１０３】
尚、第１の領域を上から見て円とすると、その直径は最内周空孔列で空孔１１を円としたときの平均直径をｄａｖｅとして、図１６より分かるように略空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅの２倍（正確には２Λａｖｅ−ｄａｖｅ）となる。
【０１０４】
上述した最内周空孔列の配列及び形状の一定の条件とは、最内周空孔列の空孔１１が空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅと発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きくなるように形成されており、更に空孔１１の円の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成されていることである。これにより、従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような、第１の領域の直径がλの４倍以上となる高出力のものでも出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【０１０５】
例えば活性層５にＧａＡｓを使った発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬ１０１で、第１の領域の直径が発振波長の１０倍以上ある１７．１μｍとなるように、最内周空孔列の平均空孔中心間距離Λａｖｅと発振波長λとの比Λａｖｅ／λを１０．５８とし、同じく最内周空孔列の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．１となるように、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅを０．９μｍ、平均空孔中心間距離Λａｖｅを９μｍとする。
【０１０６】
これにより、レーザ光は発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、高出力でありながら横モードを単一化できることとなる。勿論、最内周空孔列以外の空孔の大きさや配列がばらばらな空孔１１も、全体としての第２の領域の実効的屈折率等により求められる規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように、形成されているものとする。
【０１０７】
また、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅである０．９μｍは量産性に優れる紫外線露光装置でも十分パターニング可能な寸法であり、実効屈折率法から求まる単一横モードの上限であるｄａｖｅ／Λａｖｅの値より多少小さい値を選んでいるため空孔形成時の寸法変動をある程度吸収可能である。
【０１０８】
なお、最内周空孔列の空孔１１は夫々の空孔直径ｄや空孔同士の空孔中心間距離Λが必ずしも同一である必要は無く、それらの平均値ｄａｖｅ及びΛａｖｅが上述の条件、ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成されていれば良い。また、空孔１１の形状は円形に限られるものではなく例えば円形以外の菱形等であってもよい。この場合はその菱形の面積に相当する円の直径でｄとする。更に空孔１１には例えば空気が充填されている。
【０１０９】
また、最内周空孔列の空孔１１を例えばその円の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ０．２より小さくなるように形成したが、発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓ以外の発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系等でも同様である。
【０１１０】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等では、かなり屈折率が小さくなるので最内周空孔列の空孔の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すると良い。これにより、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系等でも、レーザ光が発振領域となる第１の領域に閉じ込められると共に、横モードを単一化できることとなる。
【０１１１】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１０１の動作について簡単に説明する。
【０１１２】
まず、所定の電流注入によって活性層５で光が発生するが、光の共振方向に直交する面内方向（横方向、図１及び図２のＸＺ面方向）では、空孔が形成されていない領域である第１の領域とその外側で空孔が形成されている領域の第２の領域とで僅かに第２の領域の実効的屈折率のほうが小さいので、第１の領域内にレーザ光が閉じ込められることとなる。
【０１１３】
すなわち、第２の領域は中に空気が充填された空孔をまばらに配置することによってその第２の領域の実効的な屈折率が僅かに第１の領域より低くなり、面内方向（図１及び図２のＸＺ面方向）のいわばクラッド層として機能することになる。
【０１１４】
これによって、第１の領域で発生した光は導波路の幅が広いにもかかわらずその僅かな屈折率差により、図１６に示す最内周空孔列の空孔１１の作用を最も大きく受けながら単一横モードの光が第１の領域と第２の領域との境界付近で全反射され、全体として光の共振方向（図１及び図２のＹ方向）に光が導波され、活性層５等を上下に挟む半導体多層膜ＤＢＲ３により反射されて共振し、更に増幅されてレーザ光として発振し、出射口１０より出射することとなる。
【０１１５】
また、上述のように空孔の形成により実現する第２の領域の屈折率である実効的な屈折率と第１の領域の屈折率との差は非常に小さく、この構造によって弱い閉じ込め力が安定して得られるので、屈折率差の大きい酸化狭窄等の手段では不可能な共振方向から見た第１の領域の径が大きい場合でも、単一横モードのレーザ光の発振が可能となる。
【０１１６】
次に、第１の領域を導波する光への作用が最も大きい最内周空孔列の空孔１１では一定の条件を満たすことが必要となる。具体的には、所定の発振波長λで空孔の円の平均直径ｄａｖｅ、夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離ΛａｖｅのΛａｖｅ／λ及びｄａｖｅ／Λａｖｅは、一定の条件があり、以下に説明する。尚、その一定の条件がＶＣＳＥＬ１０１の動作に基づきどのように決められるかについては、第１の実施形態の説明と同様なので省略する。
【０１１７】
まず、ＶＣＳＥＬ１０１の規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ２．４０５より小さいことが、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できる条件となる。
【０１１８】
なお、ＶＣＳＥＬ１０１の規格化周波数ｖはステップインデックス型光ファイバーの規格化周波数ｖの式のうちコア半径を第１の領域の光の共振方向に直交する面を円形としたときのその円の半径と、コア屈折率を第１の領域の屈折率と、クラッド屈折率を第２の領域の実効的な屈折率として導き出すことができる。
【０１１９】
更に上述の規格化周波数の条件を満たす発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅの組み合わせは、実効屈折率法によって具体的には図５に示すように求められる。
【０１２０】
図５に示す上の曲線群Ｂが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で、横モードの単一化がより図れることとなる。
【０１２１】
また、同図５の下の曲線群Ｃが異なるＡｌ組成を有するＡｌＧａＡｓについてｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で第１の領域への光の閉じ込めがより図れることとなる。
【０１２２】
ここで、曲線群Ｂ、Ｃの夫々の曲線はＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのｘを１、０．５、０としたときの曲線であり、縦軸は空孔１１の直径ｄと空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λで横軸が空孔中心間距離Λと発振波長λとの比Λ／λである（この縦軸及び横軸については後述する図６でも同様である。）。
【０１２３】
従って、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比Λａｖｅ／λが２より大きい全域で、第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、最内周空孔列の空孔１１の円の平均直径ｄａｖｅ及び夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくてかつ０．２より小さいことが必要であることとなる。
【０１２４】
なお、図５の曲線群Ｂ、Ｃは上述の通り発振波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＡｌＧａＡｓの屈折率（組成に応じ３．０〜３．６の間の値を持つ）を元に計算をした結果であるが、発振波長１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＩｎＧａＡｓＰ系（屈折率３．０〜３．４）等でも同様である。
【０１２５】
ただし、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、かなり屈折率が小さくなるので図５と同様の方法により求めた図６に示すようになる。
【０１２６】
すなわち、図６に示す上の２本の曲線（曲線ＤがＧａＮを、曲線ＥがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系について規格化周波数ｖ＝２．４０５を与える線であり、この線より下の所定の発振波長λ、平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で横モードの単一化が図れることとなる。
【０１２７】
また、同図６の下の２本の曲線（曲線ＦがＧａＮを、曲線ＧがＡｌＮを示す。）がＧａＮ系について規格化周波数ｖ＝０．６を与える線であり、この線より上の所定の発振波長λ、最内周空孔列の空孔１１の平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅの寸法で第１の領域へのレーザ光の閉じ込めがより図れることとなる。
【０１２８】
従って、発振波長４００ｎｍのＶＣＳＥＬで用いられる材料系であるＧａＮ系（屈折率２．０〜２．４）等では、空孔１１を第２領域に形成しなければレーザ光の横モード単一化ができない大口径となる発振波長λと平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比Λａｖｅ／λが２より大きい全域で、より第１の領域へのレーザ光の閉じ込めとレーザ光の横モード単一化との条件の両方を満たすには、図６に示すように最内周空孔列の空孔１１の円の平均直径ｄａｖｅ及び夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ０．２３より小さくなるように形成すること必要であることとなる。
【０１２９】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１０１の製造方法について説明する。
【０１３０】
尚、第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬ１０１の製造方法は、第１の実施形態でのＶＣＳＥＬ１の製造方法の内、ＳＴ１０２の工程のみ異なるだけで他の工程は第１の実施形態の製造方法と同様であるのでＳＴ１０２の工程のみ説明し、他は省略する。また以下の説明で、第１の実施形態で示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付するものとし、その説明を省略する。
【０１３１】
すなわち、ＳＴ１０１でキャップ層６まで結晶成長させた後、図９及び図１６に示すように例えばフォトレジストでパターニングし、キャップ層６から下部ＤＢＲミラー３ａの上部にかけて、最内周空孔列の空孔１１をその平均直径ｄａｖｅを０．９μｍ、平均空孔中心間距離Λａｖｅを９μｍとし、最内周空孔列以外の空孔１１は空孔の大きさやその配列がばらばらでも良いが、全体としての第２の領域の実効的屈折率等により求められる規格化周波数ｖが、０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように、Ｃｌ系ガスを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の手法により、全部の空孔１１を形成する（ＳＴ１０２）。その際、空孔１１の深さＭは４μｍ程度にする。
【０１３２】
以降のＶＣＳＥＬ１０１の製造方法は上述の通り第１の実施形態と同様なので省略するが、最終的にＶＣＳＥＬとして製品化するために、例えば素子ごとのチップにへき開する工程やステム（足つきのマウント）にダイ・ボンドする工程、更に表面の電極とステムをワイヤーボンドする工程及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【０１３３】
このように本実施形態によれば、第１の領域を光の共振方向に沿って取り囲み、その第１の領域の屈折率と実効的な屈折率との差が僅かなものになるような第２の領域を形成したので、高次の横モードの光は第１の領域を導波されずに単一モードのレーザ光は第１の領域に閉じ込められ導波し、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【０１３４】
具体的には、キャップ層６と上部ＤＢＲミラー３ｂから下部ＤＢＲミラー３ａの上部まで、光の共振方向に沿って第１領域を取り囲むように貫通された空気が充填された複数の空孔１１を形成したので、エッチング等により空孔１１の大きさや数量等を調節して容易に、第１の領域の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることができ、レーザ光として出射される横モードは大口径による高出力にもかかわらず、単一化されることとなる。
【０１３５】
また、形成された空孔１１は直ちにフォトレジスト等により塞ぐこととしたので、空孔１１の内壁にゴミ等の不純物が付くことを防止でき、ＶＣＳＥＬ１の劣化を防ぐことができる。
【０１３６】
更に第１の領域の屈折率及び第２の領域の実効的屈折率と第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数ｖが０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成したので、発振領域である第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、出射されるレーザ光の横モードを単一化できることとなる。
【０１３７】
また、最内周空孔列の夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅと発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きいことを条件としたので、例えば従来の酸化狭窄型のＶＣＳＥＬでは出射されるレーザ光の横モードが単一化できないような光の共振方向から見た第１の領域の径がλの４倍以上となる高出力のものでも、出射されるレーザ光の横モードをより単一化できることとなる。
【０１３８】
更に最内周空孔列の空孔１１の面積に相当する円の平均直径ｄａｖｅと夫々の空孔同士の平均空孔中心間距離Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さくなるように最内周空孔列の複数の空孔１１を形成したので、例えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のＶＣＳＥＬ１０１でより発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【０１３９】
また、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬ１ではｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さくなるように最内周空孔列の複数の空孔を形成することとしたので、大口径であっても発振領域となる第１の領域にレーザ光を閉じ込めると共に、更に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【０１４０】
更に空孔１１の開口部を覆う工程で、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものとしたので、簡単に開口部を覆うことができ製造コストの軽減等が図れる。
【０１４１】
また、第２の領域に形成する空孔１１のうち最内周空孔列の空孔１１以外の空孔１１については、全体としての第２の領域の実効的屈折率等により求められる規格化周波数ｖが、０．６より大きくかつ２．４０５より小さくなるように形成すれば、空孔１１の大きさやその配列はばらばらでも良いので製造上のコストの低減を図ることができる。
【０１４２】
更に最内周空孔列の空孔１１自体も、平均直径ｄａｖｅ及び平均空孔中心間距離Λａｖｅが一定の条件を満たせば、夫々の空孔１１の直径ｄ及び空孔中心間距離Λが同一である必要はないので、厳格な精度が要求されず製造コストの軽減を図ることができる。
【０１４３】
次に、本発明の第３の実施形態に係るＶＣＳＥＬを備えた電子機器について、その例として光磁気記録再生装置について説明する。尚、この光磁気記録再生装置に備えられたＶＣＳＥＬはＶＣＳＥＬ１で説明するが、これに限られるものではなくＶＣＳＥＬ１０１であっても良い。また、第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬ１の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【０１４４】
図１７は本発明の第３の実施形態に係る電子機器の例である光磁気記録再生装置の概略構成図である。
【０１４５】
光磁気記録再生装置２０１は、図１７に示すように例えばＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）やＣＤ−ＲＷ（ＣＤ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）等の光ディスクを回転させるスピンドルモータ２０２、光ディスクから情報を読込んだり書き込んだりするピックアップユニット２０３、外部の情報を取り入れたり逆に外部に情報を出力するインターフェース部２０４及びこれらを制御する制御部２０５等から構成されている。
【０１４６】
ここで、ピックアップユニット２０３は図１７に示すように、横モードが単一であるレーザ光を出射するＶＣＳＥＬ１、そのＶＣＳＥＬ１から出射されたレーザ光をトラッキング・サーボに必要な３スポットを生じさせるグレーティング２０６、往路のレーザ光を略１００％透過させる偏光ＢＳ（ＰＢＳ：ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２０７、偏光ＢＳ２０７を透過したレーザ光を平行光にするコリメータ・レンズ（ＣＬ：ｃｏｌｉｉｍａｔｏｒ ｌｅｎｓ）２０８、コリメータ・レンズ２０８により平行光にされたレーザ光を円偏光に変換するλ／４板２０９、λ／４板２０９により円偏光にされたレーザ光をＣＤ−ＲＷ等の光ディスク２１０に焦点を結ぶ対物レンズ２１１、復路で偏光ＢＳ２０７によって反射されたレーザ光に焦点サーボに必要な非点収差を発生させるシリンドリカル・レンズ２１２及びピット信号等を受け取るパターン分割ＰＤ（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）２１３等により構成される。
【０１４７】
次に、このように構成されたＶＣＳＥＬ１を備えた電子機器の例である光磁気記録再生装置２０１の動作について、光学的動作を中心に簡単に説明する。
【０１４８】
まず、光磁気記録再生装置２０１の電源が投入されると制御部２０５の指示によりスピンドルモータ２０２が所定の回転数で回転し、同時にスレッドモータ（図示しない）を駆動させ、所定の光ディスク２１０の位置にピックアップユニット２０３を移動させる。
【０１４９】
また、制御部２０５の制御下所定の電流がＶＣＳＥＬ１の電極に注入され活性層５で光が発生し、光の共振方向に直交する面内方向（横方向、図１及び図２のＸＺ面方向）では、空孔が形成されていない領域である第１の領域とその外側で空孔が形成されている領域の第２の領域とで僅かに第２の領域の実効的屈折率のほうが小さいので、いわばクラッド層として機能し第１の領域で発生した光は導波路の幅が広いにもかかわらずその僅かな屈折率差により、単一横モードの光が第１の領域と第２の領域との境界付近で全反射され、全体として光の共振方向（図１及び図２のＹ方向）に光が導波され、活性層５等を上下に挟む半導体多層膜ＤＢＲ３により反射されて共振し、更に増幅されてレーザ光として発振し、出射口１０より出射することとなる。
【０１５０】
更にＶＣＳＥＬ１から出射されたレーザ光はグレーティング２０６を通り、偏光ＢＳ２０７を透過しコリメータ・レンズ２０８により平行光にされ、λ／４板２０９で円偏光になり、対物レンズ２１１により光ディスク２１０例えばＣＤ−ＲＷ等の所定位置に、高出力レーザ光の焦点が結ばれ必要な情報が書き込まれることとなる。
【０１５１】
また、再生の場合は光ディスク２１０により反射されたレーザ光が復路に入り逆コースを偏光ＢＳ２０７までたどり、偏光ＢＳ２０７で略１００％シリンドリカル・レンズ２１２方向に反射され、シリンドリカル・レンズ２１２に入射し非点収差を発生させ、パターン分割ＰＤ２１３に入射する。
【０１５２】
更にレーザ光が入射したパターン分割ＰＤ２１３は、ピット信号、トラッキング信号及びフォーカス信号等を受け取り、それらの信号情報を制御部２０５に出力する。
【０１５３】
制御部２０５は、入力された信号情報をインターフェース部２０４に出力し、外部の表示装置等の電子機器に情報が出力され、或いは光磁気記録再生装置２０１に表示装置等の出力手段があるときはこれらにより信号情報が表示情報等に変換される。
【０１５４】
このように本実施形態によれば、光の導波路となる第１の領域を取り囲む第２の領域に空孔を形成し第１の領域との屈折率差を僅かなものとしたＶＣＳＥＬ１を備えるので、出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１５５】
具体的には、例えば最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に規則的に配列し、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さくなるように複数の空孔１１を形成したＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系等のＶＣＳＥＬ１を備えるので、出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１５６】
また、例えばＧａＮ系のＶＣＳＥＬ１ではｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さくなるように複数の空孔を形成したＶＣＳＥＬ１を備えるので、同様に出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１５７】
また、携帯用電子機器では特に部品の軽量、小型化が要望されるがＶＣＳＥＬ１を備えれば、半導体レーザを高出力で横モードが単一化したレーザ光を出射できる小型軽量のチップ構造にでき、部品の軽量、小型化がより図られることとなる。
【０１５８】
なお、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更して実施できる。
【０１５９】
例えば、上述した実施形態ではＶＣＳＥＬ１を備える電子機器の例として光磁気記録再生装置２０１について説明したがこれに限られるものではなく、レーザ加工装置でも光の導波路となる第１の領域を取り囲む第２の領域に空孔を形成し、第１の領域との屈折率差を僅かなものとしたＶＣＳＥＬ１を備えるので、出射口を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、集光スポット径を微細化することができるので精密な加工が可能となる。
【０１６０】
また、レーザ・ビーム・プリンタ等の印刷装置に光の導波路となる第１の領域を取り囲む第２の領域に空孔を形成し、第１の領域との屈折率差を僅かなものとしたＶＣＳＥＬ１を備えることによって、レーザ光の光強度分布を単峰形にできるので、一様に帯電させた感光ドラムを局所的にレーザ照射して除電することによって、トナーが付着しない領域を形成し図版の作成を行う場合に、微細な画素を中抜け無く形成することができる。
【０１６１】
更に１０ｍＷ以上の高い発光強度を有するＶＣＳＥＬ１を複数配列することにより同時に感光ドラムの複数箇所を除電することができ、しかも発光強度が高いので照射時間を短くすることも可能となる。
【０１６２】
すなわち、大出力で単一横モードのレーザ光を出射できるＶＣＳＥＬ１により、高精細かつ高速で印刷が可能なレーザ・ビーム・プリンタを提供できることとなる。
【０１６３】
また、上述した実施形態では空孔１１の横モードへの作用を十分得るために、例えばとしてキャップ層６から下部ＤＢＲミラー３ａ上部まで空孔１１を貫通して形成したが、これに限られるものではなく、例えばキャップ層６から上部ＤＢＲミラー３ｂと上部クラッド層４ｂとの境界付近までに空孔１１の貫通をとどめることもできる。これによって活性層５の空孔界面で生じるキャリアの非発光再結合電流による発光効率の減少を回避することができる。活性層５を貫通するか否かは、要求される横モード単一化の度合いと発光出力との兼ね合いから判断される。
【０１６４】
更に、上述した実施形態では第２の領域に形成された空孔１１に例えばとして空気が充填された場合について説明したがこれに限られるものではなく、第１の領域の媒質より屈折率の低い材質のものを充填しても良い。これにより、更に第２の領域の実効的な屈折率を細かく調整できることとなり、第１の領域の屈折率より僅かに小さい所望の実効的な屈折率を得ることがより容易にできることとなる。
【０１６５】
また、上述した実施形態では上部電極８とキャップ層６との接触領域（電極接触領域）を例えばとしてリング状に形成したがこれに限られるものでなく、第１の領域の屈折率と第２の領域の実効的な屈折率との差が僅かなものとでき、出射するレーザ光が大出力であっても横モードを単一化できる接触領域であればどんな形状であっても良い。
【０１６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では大口径化による高出力で横モードを安定な単一モードとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの概略斜視図である。
【図２】図１のＡＡ´方向の断面図である。
【図３】空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図である。
【図４】ＶＣＳＥＬのメサ構造の概略斜視図である。
【図５】単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフである。
【図６】ＧａＮ系の単一モードと高次モードとの境界条件を説明するグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造方法のフローチャート図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＶＣＳＥＬの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図である。
【図９】図８の次の工程である空孔の形成工程の説明図である。
【図１０】図９の次の工程である空孔の閉じ込め工程の説明図である。
【図１１】図１０の次の工程であるメサの形成工程の説明図である。
【図１２】図１１の次の工程である絶縁層の形成工程の説明図である。
【図１３】図１２の次の工程である上部電極の形成工程の説明図である。
【図１４】図１３の次の工程である出射口の形成工程の説明図である。
【図１５】図１４の次の工程である下部電極の形成工程の説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係るＶＣＳＥＬの空孔の配列を説明する図であって例えば活性層を上方から見た説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る電子機器の例である光磁気記録再生装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１０１ ＶＣＳＥＬ
２ 基板
３ 半導体多層膜ＤＢＲ
３ａ 下部ＤＢＲミラー
３ｂ 上部ＤＢＲミラー
４ クラッド層
４ａ 下部クラッド層
４ｂ 上部クラッド層
５ 活性層
６ キャップ層
７ 絶縁層
８ 上部電極
９ 下部電極
１０ 出射口
１１ 空孔
１２ メサ
１３ａ、１３ｂ ポリイミド或いはフォトレジスト
２０１ 光磁気記録再生装置
２０２ スピンドルモータ
２０３ ピックアップユニット
２０４ インターフェース部
２０５ 制御部
Claims (14)
- 第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層
を具備することを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項１に記載の面発光レーザにおいて、
前記第２の領域は、第１の領域の部材に複数の空孔が形成されたものであることを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項２に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、前記共振方向に前記活性層を貫通して形成するものであることを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項３に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、密閉されていることを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項４に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、前記第１の屈折率及び第２の屈折率と前記第１の領域により発振されたレーザ光の発振周波数及びその第１の領域の共振方向に直交する断面を円形断面としたときの半径とをパラメータとして求められる規格化周波数が０．６より大きくかつ、２．４０５より小さくなるように形成されていることを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項５に記載の面発光レーザにおいて、
前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔は、夫々の空孔同士の空孔中心間距離の平均値Λａｖｅと前記発振波長λとの比Λａｖｅ／λが２より大きいことを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項６に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が、その複数の空孔の夫々の面積に相当する円の直径の平均値ｄａｖｅと前記空孔中心間距離の平均値Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さいことを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項６に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、前記第１の領域に最も近接して取り囲む複数の空孔が、その複数の空孔の夫々の面積に相当する円の直径の平均値ｄａｖｅと前記空孔中心間距離の平均値Λａｖｅとの比ｄａｖｅ／Λａｖｅが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さいことを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項５に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、夫々の空孔同士の空孔中心間距離Λと前記発振波長λとの比Λ／λが２より大きいことを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項９に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと前記空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０１６より大きくかつ、０．２より小さいことを特徴とする面発光レーザ。 - 請求項９に記載の面発光レーザにおいて、
前記空孔は、最隣接する空孔中心同士が正三角形となるように三角格子状に配列され、その空孔の面積に相当する円の直径ｄと前記空孔中心間距離Λとの比ｄ／Λが０．０３より大きくかつ、０．２３より小さいことを特徴とする面発光レーザ。 - 第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有する第２の領域とを有する活性層を具備する面発光レーザ
を備えることを特徴とする電子機器。 - 第１の屈折率を有する第１の領域と、光の共振方向に沿って前記第１の領域を取り囲み、前記第１の屈折率とは実効的な屈折率が異なり、かつ、その差が僅かな第２の屈折率を有するように前記共振方向に空孔を貫通させた第２の領域とを有する活性層を形成する工程と、
前記活性層を形成する工程の終了直後に、前記空孔の開口部を密閉部材で覆う工程と
を具備することを特徴とする面発光レーザの製造方法。 - 請求項１３に記載の面発光レーザの製造方法において、
前記開口部を覆う工程は、密閉部材にポリイミド或いはフォトレジストを用いて開口部を覆うものであることを特徴とする面発光レーザの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002292781A JP2004128351A (ja) | 2002-10-04 | 2002-10-04 | 面発光レーザ、電子機器及び面発光レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002292781A JP2004128351A (ja) | 2002-10-04 | 2002-10-04 | 面発光レーザ、電子機器及び面発光レーザの製造方法 |
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|---|---|
| JP2004128351A true JP2004128351A (ja) | 2004-04-22 |
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| JP2002292781A Pending JP2004128351A (ja) | 2002-10-04 | 2002-10-04 | 面発光レーザ、電子機器及び面発光レーザの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7489717B2 (en) | 2003-10-28 | 2009-02-10 | Sony Corporation | Surface-emitting semiconductor laser and method for manufacturing thereof as well as optical device |
| JP2017092199A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザーおよびその製造方法 |
| WO2021140871A1 (ja) * | 2020-01-08 | 2021-07-15 | スタンレー電気株式会社 | 垂直共振器型発光素子 |
-
2002
- 2002-10-04 JP JP2002292781A patent/JP2004128351A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US7489717B2 (en) | 2003-10-28 | 2009-02-10 | Sony Corporation | Surface-emitting semiconductor laser and method for manufacturing thereof as well as optical device |
| US7678598B2 (en) | 2003-10-28 | 2010-03-16 | Sony Corporation | Method for manufacturing surface-emitting semiconductor laser |
| JP2017092199A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザーおよびその製造方法 |
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